Hallo zusammen. Ich habe ein ungewöhnliches Vorhaben für ein Uhrenforum: Und zwar möchte ich eine Uhr gezielt dazu bringen, deutlich zu schnell zu laufen, anstatt die korrekte Zeit anzuzeigen.

Hintergrund ist, dass ich für eine Modelleisenbahn eine Tag / Nacht Simulation entwerfe, womit die Raumbeleuchtung und die Beleuchtung auf der Anlage gesteuert werden soll. Das Ganze wird mittels Microcontroller (Arduino) realisiert und ist technisch auch ohne größere Probleme machbar. Ein Tag-Nacht-Zyklus wird dann etwa 20 Minuten dauern.
Nun fände ich es allerdings optisch sehr schön, wenn ich im Modellbahnzimmer eine Uhr hätte, die die "Modellzeit" anzeigt. Mit einer Tochter- bzw. Nebenuhr wäre es relativ einfach, da ich mit dem Arduino den entsprechenden Impuls der Mutteruhr simulieren könnte. Allerdings sind diese Tochteruhren immer sehr groß, das sähe in dem kleinen Raum unmöglich aus.

Meine Überlegung war nun, aus einem ganz normalen Quarzurwerk die Elektronik raus zu werfen, und direkt die Impulse auf den Schrittmotor zu geben. Ich kann nur nicht messen, mit wie viel Volt der Motor angesteuert wird, und in welchem Takt er die Impulse bekommt. Mir steht nur ein Multimeter zur Verfügung, das ist zu träge um damit so kurze Impulse zu messen.
Daher wäre die Frage, mit welcher Spannung (evtl. sogar wechselnde Polarität wie bei Mutteruhren?) und welcher Frequenz der Takt am Schrittmotor anliegt.

Viele Grüße
Matthias

Hallo Matthias,

wirklich weiterhelfen kann ich Dir bei Deinem Problem nicht. Aber vielleicht hilft Dir die Information, dass es sich dabei um einem Lavet-Schrittmotor handelt.

LG
Sigi

Im Prinzip hat Sigi recht. Also der Motor wird i.d.R. (Quarzuhr mit Sekundenzeiger) alle Sekunde mit wechselnder Polarität angesteuert. Spannung zw. 1,3 und 1,5V. Bei Quarzuhren ohne Sekundenzeiger werden evtl. auch weniger Impulse an den Motor gegeben. Z.b. alle 10, 15, 12, 20 oder 30 Sekunden, je nach Räderwerk.

LG Thomas

@ Sigi:
Vielen Dank, das hilft auf jeden Fall schon einmal weiter. Zum Testen werde ich dann wohl auch erst mal einen sekündlichen Takt generieren, wenn das funktioniert werde ich mich mal an das Beschleunigen wagen.

@ Thomas:
Ebenfalls vielen Dank für die Antwort. Ich hätte mich wohl sonst in 0,1 V Schritten hoch getastet. Stimmt, die 1,5V maximal sind naheliegend, da die Billiguhrwerke ja i.d.R. mit einer einzelnen Batterie betrieben werden.
Danke für den Hinweis mit dem Uhrwerk ohne Sekundenzeiger. So eines werde ich wohl in der endgültigen Variante auch verwenden, ein rotierender Sekundenzeiger sähe vermutlich ziemlich doof aus bei einem 20 Minuten "Tag"...
Evtl. kann ich mal ein Video online Stellen, wenn alles funktioniert. Wird aber noch dauern. Die optische Anzeige meiner Modellzeit ist eher ein Nebenprojekt zu der eigentlichen Tag-Nacht-Simulation.

Viele Grüße
Matthias

mach das.....

LG Thomas

Beim Arduino kannst du die Uhr (Motor) über Transistoren und eine 1,5V Spannungsquelle leicht ansteuern.
So könnte die Schaltung dafür etwa aussehen. Da müsste man auf einem Board mal etwas experimentieren. Ich hab die Schaltung nur mal aus dem Kopf aufgezeichnet - wie gesagt man muss bestimmt etwas rumprobieren.

Gibt es die Nebenuhren nicht auch in kleineren Ausführungen?
Ich erinnere mich Dunke mal irgendwo eine Nebenuhr für den Schreibtisch gesehen zu haben.

lg Christian

Auch bei einer Nebenuhr brauchst du einen polwechselnden Impuls.
Eine Quarzuhr ist ja im Grunde eine Nebenuhr mit eingebauter Hauptuhr.

Es geht hier ja nur um die Ansteuerung des Lavet-Motors von einem Arduinoboard.

O.K. Danke!
lg Christian

Hallo Matthias,

ein Transistorgrab ist da gar nicht nötig.
Du brauchst nur 2 Portleitungen Deines Mikrocontrollers (bzw. Arduino).
Beide geben abwechselnd einen Impuls von ca. 10ms Länge zum Motor. Dazwischen liegen sie auf 0V.

Um auf 1,5 V zu kommen, nimmst Du Vorwiderstand + Led / 2 Dioden in Reihe.

Ich hätte da Bedenken, dass der Induktionsimpuls der Spule beim Abschalten die IC's auf dem Board killt, wenn die Motorspule "direkt" an den Anschlüssen hängt.
Bei meiner Ampelschaltung habe ich deswegen auch mit MOSFET's gearbeitet. Gut, dort wurden aber auch Relais geschaltet.

Wenn Du einen PIC ( Arizona Microchip ) Prozessor nehmen wuerdest ( die haben Push Pull Ausgänge mit Substratdioden ( kannst aber nochmals schnellere parallelschalten) haste quasi schon eine Vollbrücke mit der Du den Stepper ansteuern kannst (<10mA) ... brauchst halt einen Prozessor der bei niederer Spannung arbeitet... ( ansonsten einen Vorwiderstand inline zur Spule schalten) allerdings haste bei höherer Geschwindigkeit das Problem dass die Massenträgheit Deiner Last evtl. das weiterschalten beeinflusst.....

Ich habs mal aufgezeichnet.

Quarzuhr.gif - Bild entfernt (keine Rechte)

Schutzdioden an den Pins haben übrigens alle Controller, auch die im Arduino.
Zudem geht es hier um Ströme im µA Bereich ...

Ich hätte da noch einen alternativen Vorschlag für eine schnellere Uhr: Den Quarz durch einen mit höherer Frequenz ersetzen.
Wie hoch man mit der Quarzfrequenz gehen kann, ohne dass die Teilerschaltung hängen bleibt, muss man ausprobieren.

Roland

Ein Arduino wird es definitiv, weil der auch andere Steuerungsaufgaben übernimmt: Passend zur "Modellzeit" steuert der Arduino die LED-Beleuchtung des Zimmers um eine Tag-Nacht-Beleuchtung zu realisieren. Außerdem übermittelt er die Modellzeit an weitere angeschlossene Microcontroller: Jedes Gebäude auf der Anlage wird einen eigenen Arduino Nano oder Micro erhalten, der dann innerhalb des Gebäudes die Beleuchtung (Modell)-zeitabhängig steuert. So soll dann z.B. bei einer Bäckerei früh Mo0rgens das Licht im Backraum eingeschaltet werden, später dann auch im Verkaufsraum. In Wohnhäusern wird erst morgens viel Licht brennen, dann während der Arbeitszeit weniger, "abends" wird dann in den Räumen nach und nach das Licht eingeschaltet und später wieder aus. Nachts soll dann ggf. mal ein Toilettenfenster kurz beleuchtet sein.
Somit ist die optische Anzeige der Modellzeit eigentlich "nur" eine Nebenaufgabe des Arduinos. Aber eine sehr reizvolle. :-)
Daher scheidet auch die Variante mit einem schnelleren Quarz aus. ;-)